数码相机构造

1、照相机构造原理 （1）照相术与照相机的形成 摄影，不仅被广泛地应用于国民经济中的各个领域，而且已经成为广大人民现代文明生活中的不可缺少的重要组成部分。 现代照相术的起源最早可追溯到墨子（公元前468376年）在墨经一书中提到的小孔成象原理，以及元代赵友钦的针孔成象匣。在欧洲，16世纪著名画家达芬奇便发现：在一个房间的窗板上戳上一个小孔，然后关上所有的门窗，使房间变得一片黑暗，这时便可看到窗外的景色透过小孔，清晰地倒映在室内的墙壁上。这就是物理学上的“小孔成象”原理。后来其他画家把白纸挂在墙壁上，照着倒映着的线条复描，当画家移动挂在墙壁上的白纸与小孔的距离，便可将倒映在白纸上的图象放大或缩小，解

2、决了当时复描图画技术上的一大难题。 17世纪末到18世纪初，随着玻璃工业的发展，人们制成了平板玻璃、玻璃透镜。有人利用暗室小孔成象的原理制成一个暗箱，箱上装了一块凸透镜以代替小孔，箱子的另一头装了一块磨毛了的平板玻璃。凸透镜把投射进来的光线聚焦，人们用画笔在那平板玻璃上描画下各种大自然的景色。这暗箱，就是最原始的照相机。光学家为改善象质，在透镜上不断地做文章，就形成了一系列照相镜头，这就是现代人所称的照相物镜。机械设计师不断完善和改造那个笨重的木头暗箱，这就是现代摄影者所称的照相机机身。但是用画笔来摘下倒映在玻璃上的景色，毕竟太麻烦了，这就需要发明一种能够感光的“照相纸”。1813年法国的涅普

3、斯发现了一种地沥青受晒后会变色，具有一定的感光性能，便使用它作为感光剂。具体方法是：把地沥青溶于薄荷油中制成溶液，然后涂在金属板面上；曝光后浸在煤油中，使薄荷油溶于煤油，于是在金属板上便显出影象来了。不过得到的影象仍然是十分模糊的。后来，法国画家达盖尔与汉普斯共同进行研究。直到1839年在达盖尔解决了显影、定影等技术难关后，世界上才公认从那时起发明了照相术。 那时的“胶片”便是碘化银感光板，感光性能实在太差了，加之照相机用的多是用一二块透镜组成的长焦距镜头。造成进入暗箱的光线很弱，因此拍摄一幅照片需很长时间，形成的影象也太模糊。人们决心进一步提高感光板对光的敏感程度，即感光度。1871年发明的

4、溴化银明胶干版法是采用明胶代替硝棉胶，用溴化银代替碘化银，涂在玻璃片上，制成干版。这样感光度可大大提高，曝光时间缩短为几分之一秒、几十分之一秒，乃至更短的时间。 为了适应感光底板感光度的迅速报高，控制曝光时间的长短，人们在照相机中装上了快门。这样人们使能拍摄到飞鸟、奔马之类的快速运动物的照片。当有了镜头、快门、胶片、机身等一系列主要部件后，一个现代照相机的雏形随着照相术的发展就初步完善了。 （2）照相机的基本组成 一、镜头 镜头使景物成倒象聚焦在胶片上。为使不同位置的被摄物体成象清晰，除镜头本身需要校正好象差外，还应使物距、象距保持共轭关系。为此，镜头应该能前后移动进行调焦，因此较好的照相机一

5、般都应该具有调焦机构。 二、取景器 为了确定被摄景物的范围和便于进行拍摄构图，照相机都应装有取景器。现代照相机的取景器还带有测距、对焦功能。 三、控制曝光的机构快门和光圈 为了适应亮暗不同的拍摄对象，以期在胶片上获得正确的感光量，必须控制曝光时间的长短和进入镜头光线的强弱。于是照相机必须设置快门以控制曝光时间的长短，并设置光圈通过光孔大小的调节来控制光量。 四、输片计数机构 为了准备第二次拍摄，曝光后的胶片需要拉走，本曝光的胶片要拉过来，因此现代照相机需要有输片机构。为了指示胶片已拍摄的张数，就需要有计数机构。 五、机身 它既是照相机的暗箱，又是照相机各组成部分的结合体。可用框图表示照相机的最

6、基本组成部分。 其实，就照相机这个基本功能而言，无论是早期的“银版照相机”，还是今日已经高度电子化、自动化、电脑化的照相机，其基本原理都没有多大区别。 （3）照相机的分类 (1)按照相机使用的胶片和画幅尺寸 可分为35mm照相机(常称135照相机)、120照相机、110照相机、126照相机、中幅照相机和大幅照相机等。135照相机使用35mm胶片，其所拍摄的标准画幅为24mm X 36mm，一般每个胶卷可拍照36张或24张。 (2)按照相机的外型和结构 可分为平视取景照相机和单镜头反光照相机。此外还有双镜头反光照相机、折叠式照相机、转机、座机等等。 (3)按照相机的快门形式 可分为镜头快门照相机

7、(又称中心快门照相机)、焦平面快门照相机、程序快门照相机等。 (4)按照相机具有的功能和技术特性 可分为自动调焦照相机，电测光手控曝光照相机，电测光自动曝光照相机等。此外还有快门优先式、光圈优先式、程序控制式、双优先式、电动卷片(自动卷片、倒片)照相机，自动对焦(AF)照相机，日期后背照相机，内装闪光灯照相机等。 有时也可按照相机的用途来分，如一步成象照相机，立体照相机；有时也可按镜头的特性分为变焦或双焦点照相机。实际上一架现代照相机往往具有多方面的特征，因此应以综合性的方式来定义。 （4）摄影光学基础 照相机的工作过程，概略地说是应用光学成像原理，通过照相镜头将被摄物体成像在感光材料上。下面

8、将粗略地介绍摄影光学成像原理：人类对于光的本性的认识，光线的传播及透镜成像原理。 人类对于光的本性的认识经历了漫长而又曲折的过程。在整个18世纪中，光的微粒流理论在光学中仍占优势，人们普遍认为光是微小的粒子组成的，从点光源发出并以直线向四面八方辐射。19世纪初，以杨氏（Young）和菲涅耳（Fresnel）的著作为代表逐步发展成今天的波动光学体系。如今对光的本性认识是：光和实物一样，是物质的一种，它同时具有波的性质和微粒（量子）的性质，但从整体来说，它既不是波，也不是微粒，也不是它们的混合物。 从本质上，讲光和一般无线电波并无区别，光和电磁波一样是横波，即波的振动方向与传播方向垂直。一个发光体

9、就是电磁波的发射源，发光体发射的电磁波向周围空间传播，和水波波动产生的波浪向四周传播相似。强度最大或最小的两点距离称为波长，用表示。传播一个波长所需的时间称为周期，用T表示，一个周期就是一个质点完成一次振动所需要的时间。1秒内振动的次数称为频率，用表示。经过1s振动传播的距离称为速度，用“v”表示。波长、频率、周期和速度之间有如下关系： v=/T ，=1/T，v= 由此可见，光的波长与频率成反比。实际上光波只占整个电磁波波段的很小一部分。波长在400700nm的电磁波能够为人眼所感觉，称为可见光，超过这个范围人眼就感觉不到了。不同波长的可见光在我们的眼睛中产生不同的颜色感觉，按照波长由长到短，

10、光的颜色依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色。不同波长的电磁波在真空中具有完全相同的传播速度，数值是c=300,000km/s。 光既然是电磁波，研究光的传播问题，应该是一个波动传播问题，但是在设计照相机镜头及其他光学仪器时，并不把光看作是电磁波，而是把光看作是能传播能量的几何线，叫做光线。光源A发光就是向四周发出无数条几何线，这无数条具有方向的几何线就叫做光线。这样在几何光学中研究光的传播问题，就变成了一个几何问题、数学问题，问题简化多了。 照相机的工作过程，概略地说是应用光学成像原理，通过照相镜头将被摄物体成像在感光材料上。下面将粗略地介绍摄影光学成像原理：人类对于光的本性的认识，光线的传

11、播及透镜成像原理。 人类对于光的本性的认识经历了漫长而又曲折的过程。在整个18世纪中，光的微粒流理论在光学中仍占优势，人们普遍认为光是微小的粒子组成的，从点光源发出并以直线向四面八方辐射。19世纪初，以杨氏（Young）和菲涅耳（Fresnel）的著作为代表逐步发展成今天的波动光学体系。如今对光的本性认识是：光和实物一样，是物质的一种，它同时具有波的性质和微粒（量子）的性质，但从整体来说，它既不是波，也不是微粒，也不是它们的混合物。 从本质上，讲光和一般无线电波并无区别，光和电磁波一样是横波，即波的振动方向与传播方向垂直。一个发光体就是电磁波的发射源，发光体发射的电磁波向周围空间传播，和水波波

12、动产生的波浪向四周传播相似。强度最大或最小的两点距离称为波长，用表示。传播一个波长所需的时间称为周期，用T表示，一个周期就是一个质点完成一次振动所需要的时间。1秒内振动的次数称为频率，用表示。经过1s振动传播的距离称为速度，用“v”表示。波长、频率、周期和速度之间有如下关系： v=/T ，=1/T，v= 由此可见，光的波长与频率成反比。实际上光波只占整个电磁波波段的很小一部分。波长在400700nm的电磁波能够为人眼所感觉，称为可见光，超过这个范围人眼就感觉不到了。不同波长的可见光在我们的眼睛中产生不同的颜色感觉，按照波长由长到短，光的颜色依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色。不同波长的电磁波

13、在真空中具有完全相同的传播速度，数值是c=300,000km/s。 光既然是电磁波，研究光的传播问题，应该是一个波动传播问题，但是在设计照相机镜头及其他光学仪器时，并不把光看作是电磁波，而是把光看作是能传播能量的几何线，叫做光线。光源A发光就是向四周发出无数条几何线，这无数条具有方向的几何线就叫做光线。这样在几何光学中研究光的传播问题，就变成了一个几何问题、数学问题，问题简化多了。 （5）照相镜头特性及分类 照相镜头是照相机的最重要部件之一，一般由多片正透镜、负透镜、胶合透镜组，以及固定这些光学元件的金属隔卷和镜筒组合而成。它的作用是把被摄目标清晰地成像在感光胶片上。 一、照相镜头的光学特性 照相镜头的光学特性可由三个参数来表示